Задания
Версия для печати и копирования в MS Word
Тип 25 № 340378
i

Две ка­са­ю­щи­е­ся внеш­ним об­ра­зом в точке K окруж­но­сти, ра­ди­у­сы ко­то­рых равны 31 и 32, ка­са­ют­ся сто­рон угла с вер­ши­ной A. Общая ка­са­тель­ная к этим окруж­но­стям, про­хо­дя­щая через точку K, пе­ре­се­ка­ет сто­ро­ны угла в точ­ках B и C. Най­ди­те ра­ди­ус окруж­но­сти, опи­сан­ной около тре­уголь­ни­ка ABC.

Спрятать решение

Ре­ше­ние.

Рас­смот­рим тре­уголь­ни­ки AEH и AFG, они пря­мо­уголь­ные, угол FAG  — общий, сле­до­ва­тель­но, эти тре­уголь­ни­ки по­доб­ны:

 дробь: чис­ли­тель: FG, зна­ме­на­тель: EH конец дроби = дробь: чис­ли­тель: AG, зна­ме­на­тель: AH конец дроби рав­но­силь­но дробь: чис­ли­тель: 32, зна­ме­на­тель: 31 конец дроби = дробь: чис­ли­тель: AH плюс 31 плюс 32, зна­ме­на­тель: AH конец дроби рав­но­силь­но 32AH = 31AH плюс 31 умно­жить на 63 рав­но­силь­но AH = 1953.

От­ку­да по­лу­ча­ем, что AK = AH плюс HK = 1984.

Из тре­уголь­ни­ка AEH по тео­ре­ме Пи­фа­го­ра най­дем AE:

AE = ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: AH в квад­ра­те минус EH в квад­ра­те конец ар­гу­мен­та = ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 1953 в квад­ра­те минус 31 в квад­ра­те конец ар­гу­мен­та =

 

= ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 31 в квад­ра­те левая круг­лая скоб­ка 63 в квад­ра­те минус 1 пра­вая круг­лая скоб­ка конец ар­гу­мен­та =31 ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 3968 конец ар­гу­мен­та = 31 ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 2 умно­жить на 1984 конец ар­гу­мен­та .

Рас­смот­рим тре­уголь­ни­ки AEH и ABK, они пря­мо­уголь­ные, угол BAK  — общий, сле­до­ва­тель­но, они по­доб­ны:  дробь: чис­ли­тель: AK, зна­ме­на­тель: AE конец дроби = дробь: чис­ли­тель: AB, зна­ме­на­тель: AH конец дроби = дробь: чис­ли­тель: BK, зна­ме­на­тель: EH конец дроби . Най­дем длину от­рез­ка AB:

AB = дробь: чис­ли­тель: AK умно­жить на AH, зна­ме­на­тель: AE конец дроби = дробь: чис­ли­тель: 1984 умно­жить на 1953, зна­ме­на­тель: 31 ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 2 умно­жить на 1984 конец ар­гу­мен­та конец дроби =63 ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 992 конец ар­гу­мен­та .

Най­дем длину от­рез­ка BK:

BK = дробь: чис­ли­тель: AK умно­жить на EH, зна­ме­на­тель: AE конец дроби = дробь: чис­ли­тель: 1984 умно­жить на 31, зна­ме­на­тель: 31 ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 2 умно­жить на 1984 конец ар­гу­мен­та конец дроби = ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 992 конец ар­гу­мен­та .

За­ме­тим, что пря­мая BC пер­пен­ди­ку­ляр­на пря­мой AG, как общая ка­са­тель­ная к ис­ход­ным окруж­но­стям. Най­дем пло­щадь тре­уголь­ни­ка ABC:

S = дробь: чис­ли­тель: 1, зна­ме­на­тель: 2 конец дроби умно­жить на AK умно­жить на BC= дробь: чис­ли­тель: 1, зна­ме­на­тель: 2 конец дроби умно­жить на 1984 умно­жить на 2 ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 992 конец ар­гу­мен­та =1984 ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 992 конец ар­гу­мен­та .

Най­дем ра­ди­ус опи­сан­ной около тре­уголь­ни­ка АBC окруж­но­сти:

R = дробь: чис­ли­тель: abc, зна­ме­на­тель: 4S конец дроби = дробь: чис­ли­тель: 63 ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 992 конец ар­гу­мен­та умно­жить на 63 ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 992 конец ар­гу­мен­та умно­жить на 2 ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 992 конец ар­гу­мен­та , зна­ме­на­тель: 4 умно­жить на 1984 ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 992 конец ар­гу­мен­та конец дроби =992,25.

Ответ: 992,25.

 

При­ве­дем дру­гое ре­ше­ние.

 

Про­ве­дем по­стро­е­ние, как по­ка­за­но на ри­сун­ке. Обо­зна­чим угол FAG, рав­ный углу GAC как  альфа . Обо­зна­чим ра­ди­ус пер­вой окруж­но­сти как r_1, а ра­ди­ус боль­шей окруж­но­сти как r_2. Про­ве­дем пря­мую HD пер­пен­ди­ку­ляр­но FG.

От­рез­ки EB и BK равны по свой­ству ка­са­тель­ных, ана­ло­гич­но равны от­рез­ки BK и BF. За­ме­тим, что AK  — бис­сек­три­са, ме­ди­а­на и вы­со­та в тре­уголь­ни­ке ABC. Сле­до­ва­тель­но, BK = KC = EB = BF. Пря­мые HE и GF пер­пен­ди­ку­ляр­ны пря­мой AF как ра­ди­у­сы про­ве­ден­ные в точку ка­са­ния. Рас­смот­рим че­ты­рех­уголь­ник EFDH, сто­ро­ны EH и FG па­рал­лель­ны как пря­мые пер­пен­ди­ку­ляр­ные тре­тьей пря­мой. Пря­мые EF и HD пер­пен­ди­ку­ляр­ны по по­стро­е­нию, сле­до­ва­тель­но, EFDH  — па­рал­ле­ло­грамм. Более того, за­ме­тим, что из HE\perp AF и DF\perpAF сле­ду­ет, что EFDH  — пря­мо­уголь­ник. Зна­чит,HD = EF = EB плюс BF = 2BK = BC. Рас­смот­рим пря­мо­уголь­ный тре­уголь­ник HDG, BC = HD = ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: HG в квад­ра­те минус DG в квад­ра­те конец ар­гу­мен­та = ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: левая круг­лая скоб­ка r_1 плюс r_2 пра­вая круг­лая скоб­ка в квад­ра­те минус левая круг­лая скоб­ка r_1 минус r_2 пра­вая круг­лая скоб­ка в квад­ра­те конец ар­гу­мен­та = ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 4r_1r_2 конец ар­гу­мен­та .

Рас­смот­рим тре­уголь­ни­ки AFG и HDG, они пря­мо­уголь­ные, угол G  — общий, сле­до­ва­тель­но, эти тре­уголь­ни­ки по­доб­ны, от­ку­да \angle DHG = \angle FAG = альфа . Най­дем синус угла DHG:

 синус \angle DHG = синус альфа = дробь: чис­ли­тель: DG, зна­ме­на­тель: HD конец дроби = дробь: чис­ли­тель: r_2 минус r_1, зна­ме­на­тель: r_2 плюс r_1 конец дроби . От­ку­да  ко­си­нус альфа = ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 1 минус синус в квад­ра­те альфа конец ар­гу­мен­та = ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 1 минус дробь: чис­ли­тель: левая круг­лая скоб­ка r_2 минус r_1 пра­вая круг­лая скоб­ка в квад­ра­те , зна­ме­на­тель: левая круг­лая скоб­ка r_2 плюс r_1 пра­вая круг­лая скоб­ка в квад­ра­те конец дроби конец ар­гу­мен­та = дробь: чис­ли­тель: ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 4r_1r_2 конец ар­гу­мен­та , зна­ме­на­тель: r_1 плюс r_2 конец дроби .

Най­дем ра­ди­ус окруж­но­сти, опи­сан­ной около тре­уголь­ни­ка ABC:

R = дробь: чис­ли­тель: BC, зна­ме­на­тель: 2 синус 2 альфа конец дроби = дробь: чис­ли­тель: BC, зна­ме­на­тель: 4 синус альфа ко­си­нус альфа конец дроби = дробь: чис­ли­тель: ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 4r_1r_2 конец ар­гу­мен­та , зна­ме­на­тель: 4 умно­жить на дробь: чис­ли­тель: r_2 минус r_1, зна­ме­на­тель: r_2 плюс r_1 конец дроби умно­жить на дробь: чис­ли­тель: ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 4r_1r_2 конец ар­гу­мен­та , зна­ме­на­тель: r_1 плюс r_2 конец дроби конец дроби = дробь: чис­ли­тель: левая круг­лая скоб­ка r_1 плюс r_2 пра­вая круг­лая скоб­ка в квад­ра­те , зна­ме­на­тель: 4 левая круг­лая скоб­ка r_2 минус r_1 пра­вая круг­лая скоб­ка конец дроби =

 

= дробь: чис­ли­тель: левая круг­лая скоб­ка 31 плюс 32 пра­вая круг­лая скоб­ка в квад­ра­те , зна­ме­на­тель: 4 умно­жить на левая круг­лая скоб­ка 32 минус 31 пра­вая круг­лая скоб­ка конец дроби = 992,25.

 

Ответ: 992,25.

 

При­ве­дем дру­гое ре­ше­ние.

 

Про­ве­дем по­стро­е­ния, как по­ка­за­но на ри­сун­ке. Пусть ра­ди­ус мень­шей окруж­но­сти равен r, а ра­ди­ус боль­шей окруж­но­сти равен R. Рас­смот­рим тре­уголь­ни­ки AFG и AEH, они пря­мо­уголь­ные, угол FAG  — общий, сле­до­ва­тель­но, эти тре­уголь­ни­ки по­доб­ны. От­ку­да

 дробь: чис­ли­тель: FG, зна­ме­на­тель: EH конец дроби = дробь: чис­ли­тель: AG, зна­ме­на­тель: AH конец дроби рав­но­силь­но дробь: чис­ли­тель: FG, зна­ме­на­тель: EH конец дроби = дробь: чис­ли­тель: AH плюс HG, зна­ме­на­тель: AH конец дроби рав­но­силь­но дробь: чис­ли­тель: 32, зна­ме­на­тель: 31 конец дроби = дробь: чис­ли­тель: AH плюс R плюс r, зна­ме­на­тель: AH конец дроби рав­но­силь­но

 

 рав­но­силь­но 32AH=31AH плюс 31 умно­жить на левая круг­лая скоб­ка 31 плюс 32 пра­вая круг­лая скоб­ка рав­но­силь­но AH=1953,

 

 синус \angle EAH= дробь: чис­ли­тель: EH, зна­ме­на­тель: AH конец дроби = дробь: чис­ли­тель: 31, зна­ме­на­тель: 1953 конец дроби = дробь: чис­ли­тель: 1, зна­ме­на­тель: 63 конец дроби ,AK=AH плюс r=1953 плюс 31=1984.

Пря­мая AK  — бис­сек­три­са угла при вер­ши­не рав­но­бед­рен­но­го тре­уголь­ни­ка, по­это­му AK пер­пен­ди­ку­ляр­на пря­мой BC Рас­смот­рим тре­уголь­ни­ки BHK и CHK, они пря­мо­уголь­ные, BH=HC=r, HK  — общая, сле­до­ва­тель­но, тре­уголь­ни­ки BHK и CHK равны, от­ку­да BK=KC= дробь: чис­ли­тель: BC, зна­ме­на­тель: 2 конец дроби . Най­дем тан­генс угла EAH:

 ко­си­нус \angle EAH= ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 1 минус синус в квад­ра­те \angle EAH конец ар­гу­мен­та = ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 1 минус дробь: чис­ли­тель: 1, зна­ме­на­тель: 63 в квад­ра­те конец дроби конец ар­гу­мен­та = ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: дробь: чис­ли­тель: 3968, зна­ме­на­тель: 63 в квад­ра­те конец дроби конец ар­гу­мен­та = дробь: чис­ли­тель: ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 4 умно­жить на 4 умно­жить на 4 умно­жить на 2 умно­жить на 31 конец ар­гу­мен­та , зна­ме­на­тель: 63 конец дроби = дробь: чис­ли­тель: 8 ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 62 конец ар­гу­мен­та , зна­ме­на­тель: 63 конец дроби ,

 

 тан­генс \angle EAH= ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: дробь: чис­ли­тель: 1, зна­ме­на­тель: ко­си­нус в квад­ра­те \angle EAH конец дроби минус 1 конец ар­гу­мен­та = ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: дробь: чис­ли­тель: 3969, зна­ме­на­тель: 3968 конец дроби минус 1 конец ар­гу­мен­та = дробь: чис­ли­тель: 1, зна­ме­на­тель: 8 ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 62 конец ар­гу­мен­та конец дроби

Из пря­мо­уголь­но­го тре­уголь­ни­ка ABK:

BK=AK тан­генс \angle BAK=AH тан­генс \angle EAK=1984 умно­жить на дробь: чис­ли­тель: 1, зна­ме­на­тель: 8 ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 62 конец ар­гу­мен­та конец дроби = дробь: чис­ли­тель: 248, зна­ме­на­тель: ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 62 конец ар­гу­мен­та конец дроби .

Най­дем синус угла BAC:

 синус \angle BAC = синус 2\angle BAK=2 синус \angle BAK ко­си­нус \angle BAK= целая часть: 2, дроб­ная часть: чис­ли­тель: 1, зна­ме­на­тель: 63 умно­жить на дробь: чис­ли­тель: 8 ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 62 конец ар­гу­мен­та , зна­ме­на­тель: 63 конец дроби = дробь: чис­ли­тель: 16 ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 62 конец ар­гу­мен­та , зна­ме­на­тель: 3969 конец дроби .

Ра­ди­ус окруж­но­сти, опи­сан­ный около тре­уголь­ни­ка ABC:

R= дробь: чис­ли­тель: BC, зна­ме­на­тель: 2 синус \angle BAC конец дроби = дробь: чис­ли­тель: 2BK, зна­ме­на­тель: 2 синус \angle BAC конец дроби = дробь: чис­ли­тель: 248, зна­ме­на­тель: ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 62 конец ар­гу­мен­та конец дроби умно­жить на дробь: чис­ли­тель: 3969, зна­ме­на­тель: 16 ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 62 конец ар­гу­мен­та конец дроби = дробь: чис­ли­тель: 248 умно­жить на 3969, зна­ме­на­тель: 16 умно­жить на 62 конец дроби =992,25.

Спрятать критерии
Критерии проверки:

Кри­те­рии оце­ни­ва­ния вы­пол­не­ния за­да­нияБаллы
Ход ре­ше­ния вер­ный, все его шаги вы­пол­не­ны пра­виль­но, по­лу­чен вер­ный ответ2
Ход ре­ше­ния вер­ный, чертёж со­от­вет­ству­ет усло­вию за­да­чи, но про­пу­ще­ны су­ще­ствен­ные объ­яс­не­ния или до­пу­ще­на вы­чис­ли­тель­ная ошиб­ка1
Дру­гие слу­чаи, не со­от­вет­ству­ю­щие ука­зан­ным кри­те­ри­ям0
Мак­си­маль­ный балл2
Раздел кодификатора ФИПИ: